[發明專利]蘋果三萜酸合成關鍵酶基因MdCYP716A2和MdCYP716C1及其應用

有效

• 申請號: 202110271625.1
• 申請日: 2021-03-12
• 公開（公告）號: CN115074374B
• 公開（公告）日: 2023-08-08
• 發明（設計）人: 蘇文炳;蔣際謀;林順權;陳秀萍;張玲;魏偉淋;李慧峰;肖靖
• 申請（專利權）人: 福建省農業科學院果樹研究所;華南農業大學
• 主分類號: C12N15/53
• 分類號: C12N15/53;C12N9/02;C12N15/82;A01H6/74
• 代理公司: 廣州粵高專利商標代理有限公司 44102
• 代理人: 段卉

本發明公開了蘋果三萜酸合成關鍵酶基因MdCYP716A2和MdCYP716C1及其應用。本發明首次從葉片中克隆了蘋果三萜酸合成關鍵酶基因MdCYP716A2和MdCYP716C1，其核苷酸序列分別如SEQ?ID?NO.1和SEQ?ID?NO.3所示；煙草葉片瞬時表達相關基因表明：MdCYP716A2表達可在煙草中催化α/β?香樹精氧化形成熊果酸/齊墩果酸；MdCYP716C1表達可在煙草中催化熊果酸/齊墩果酸羥基化形成科羅索酸/山楂酸。這兩個基因能夠促進蘋果熊果酸、科羅索酸等重要三萜酸的合成，以及促進體外生物合成熊果酸、科羅索酸及其衍生的其他烏蘇烷型和齊墩果烷型三萜酸。本發明為基因串聯表達、生物發生器等合成生物學方法在蘋果代謝研究中的應用奠定基礎，為果實功能型品種改良和三萜酸組分的修飾提供應用支持。

技術領域

本發明涉及生物技術領域，更具體地，涉及蘋果三萜酸合成關鍵酶基因MdCYP716A2和MdCYP716C1及其應用。

背景技術

蘋果作為最大宗的鮮食水果之一，在改善飲食結構，提供豐富營養組分中扮演重要角色。據報道，蘋果果實中含有烏蘇烷型、齊墩果烷型、羽扇豆烷型等多種類型40多種三萜酸，其中熊果酸是重要的抗癌、抑菌、降血糖天然活性產物。除具有一定程度的消炎、抗癌等功效外，枇杷等近緣物種上的研究還發現，科羅索酸是天然的降血糖藥物，它在鮮食產品上的利用將有利于開發更多便于高血糖及糖尿病患者直接食用的鮮食果品。雖然蘋果果皮中含有熊果酸，但它缺少葉片中積累的科羅索酸；同時我們還發現果實中的三萜酸大多積累在果皮上而非果肉，這部分三萜酸容易被消費者忽略造成天然活性組分的大量浪費。在已報道的研究中科研人員已經關注了熊果酸以及前體α-香樹精的生物合成基因鑒定，但主要工作集中在品種間的果皮比較，對于葉片中的重要基因缺乏挖掘，科羅索酸的生物合成更未得到關注。

鑒定三萜酸生物合成結構基因并建立表達系統是保障生物合成及定向生產靶標組分的關鍵。專利CN110938640?A公開了一個合成α-香樹精的氧化鯊烯環化酶基因EjAAS1，但未鑒定其他具有相似功能的同源基因；對于蘋果葉片中高含量的熊果酸和科羅索酸以及齊墩果酸和山楂酸等三萜酸的合成酶基因也還沒有鑒定和挖掘。

發明內容

本發明的目的是為了克服現有技術的不足，提供蘋果三萜酸合成關鍵酶基因MdCYP716A2和MdCYP716C1及其應用。

本發明的第一個目的是提供核苷酸序列如SEQ?ID?NO.1所示的基因或氨基酸序列如SEQ?ID?NO.2所示的蛋白，在促進蘋果生成三萜酸中的應用。

本發明的第二個目的是提供核苷酸序列如SEQ?ID?NO.1所示的基因或氨基酸序列如SEQ?ID?NO.2所示的蛋白，在促進α-香樹精生成熊果酸、α-香樹精生成科羅索酸、β-香樹精生成齊墩果酸、和/或β-香樹精生成山楂酸方面的應用。

本發明的第三個目的是提供一種提高烏蘇烷型和/或齊墩果烷型三萜酸產量的方法。

本發明的第四個目的是提供核苷酸序列如SEQ?ID?NO.3所示的基因和/或氨基酸序列如SEQ?ID?NO.4所示的蛋白，在促進蘋果生成烏蘇烷型和/或齊墩果烷型三萜酸中的應用。

本發明的第五個目的是提供苷酸序列如SEQ?ID?NO.3所示的基因和/或氨基酸序列如SEQ?ID?NO.4所示的蛋白，在促進熊果酸生成科羅索酸，和/或促進齊墩果酸生成山楂酸中的應用。

本發明的第六個目的是提供一種提高科羅索酸和/或山楂酸產量的方法。

為了實現上述目的，本發明是通過以下技術方案予以實現的：